CN108684310B - 一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构 - Google Patents

Abstract

一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构，包括背部动力箱、手持杆、用于模仿腕部动作的腕部仿形机构、用于动作传动的中部仿形齿轮变速箱结构和用于草莓采摘的匍匐茎切断机构，所述背部动力箱通过柔性连杆与所述手持杆的后端连接，所述腕部仿形机构安装在手持杆的后部，所述中部仿形齿轮变速箱结构可前后滑动的安装在手持杆的中部上，所述匍匐茎切断机构安装在所述手持杆的前端，所述腕部仿形机构通过第一拉线与中部仿形齿轮变速箱结构连接，所述中部仿形齿轮变速箱结构通过第二拉线与所述匍匐茎切断机构连接。本发明提供了一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构，提高了草莓采摘效率，极大减轻了草莓采摘工人的劳动强度，改善了草莓采摘环境。

Description

一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构

技术领域

本发明涉及草莓采摘技术领域，尤其是涉及一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构。

背景技术

在机械化自动化发展越来越迅速的今天，机器能够极大减轻人类高强度机械式工作的劳动强度，且效率更高。草莓味道鲜美，营养丰富，深受人们喜爱， 有较高的经济价值。我国草莓种植面积广大，居世界第1位。但手工采摘草莓存在较多弊端，1、人工采摘过程中弯腰俯身摘取后起身放置草莓过程中，采摘者做功多效率低，长此以往，腰部容易劳损病变。2、草莓藤蔓枝叶茂盛，草莓长于叶片之下，采摘时需撩拨叶子搜寻。3、同一枝节处的草莓成熟时期不同，采摘时需小心避免未成熟草莓的损坏。草莓匍匐茎生长于田地边缘，而沟壑有水，草莓遇水加快损坏变质速度，采摘时需小心避免掉入沟壑之中。因此，当今草莓采摘，急需相应的采摘机器以帮助人方便快捷地摘取草莓，提高采摘效率，解放生产力。

发明内容

为了克服现有压草莓采摘技术存在采摘工人频繁弯腰下蹲、工作效率较低、劳动强度较大的缺陷，本发明提供了一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构，提高了草莓采摘效率，极大减轻了草莓采摘工人的劳动强度，改善了草莓采摘环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构，包括背部动力箱、手持杆、用于模仿腕部动作的腕部仿形机构、用于动作传动的中部仿形齿轮变速箱结构和用于草莓采摘的匍匐茎切断机构，所述背部动力箱通过柔性连杆与所述手持杆的后端连接，所述腕部仿形机构安装在手持杆的后部，所述中部仿形齿轮变速箱结构可前后滑动的安装在手持杆的中部上，所述匍匐茎切断机构安装在所述手持杆的前端，所述腕部仿形机构通过第一拉线与中部仿形齿轮变速箱结构连接，所述中部仿形齿轮变速箱结构通过第二拉线与所述匍匐茎切断机构连接；

所述背部动力箱内设有供电装置和气泵，所述供电装置与气泵连接；

所述匍匐茎切断机构包括用于切断草莓茎的切断机构和用于吸附草莓的三段缓冲式吸头，所述三段缓冲式吸头包括安装框架、缓冲弹簧、V型硅胶缓冲片、海绵吸附头和用于检测海绵吸附头变形量的光电传感器，所述光电传感器安装在海绵吸附头上，所述海绵吸附头安装在负压气管的前端上，所述负压气管的前部安装在所述安装框架上，所述负压气管的后端与所述气泵连接，所述海绵吸附头的中心处设有中心孔，且该中心孔与所述负压气管连通，所述V型硅胶缓冲片位于安装框架与海绵吸附头之间，且套装在所述负压气管上，所述缓冲弹簧套装在负压气管上，其前端与所述V型硅胶缓冲片连接，其后端与安装框架连接；

所述腕部仿形机构包括底座、上约束板、下约束板、滑动轴承、手柄、手柄转板、纵杆、用于控制气泵开关的气泵控制按钮、用于控制切断机构剪切开关的剪切控制按钮、模式切换控制按钮和PCB控制板，所述底座固定安装在手持杆上，所述上约束板的后部设有通孔，在该通孔的前后两侧分别设有与其连通的缺口，所述下约束板的结构与所述上约束板的结构相同，所述下约束板固定在所述底座上，所述上约束板通过螺栓与所述下约束板连接，所述手柄转板可左右、上下转动的安装在所述上约束板与下约束板之间，所述手柄转板的后部上也设有通孔，在该通孔的左右两侧分别设有对称布置的横杆结构，所述滑动轴承的下端安装在下约束板的通孔内，所述滑动轴承的上端安装在所述手柄转板的通孔内，所述纵杆自上而下依次穿过上约束板的通孔、手柄转板的通孔、滑动轴承和下约束板的通孔，所述手柄的下端铰接在手柄转板的前端上，所述纵杆的上部通过手柄连杆与所述手柄的下部铰接；所述手柄转板的横杆结构的左右两端和纵杆的上下两端分别与一根第一拉线连接，四根第一拉线分别与所述中部仿形齿轮变速箱结构连接；

所述剪切控制按钮和模式切换控制按钮安装在手柄的侧面上，所述气泵控制按钮安装在手柄的顶部上，所述气泵控制按钮、剪切控制按钮、模式切换控制按钮、光电传感器分别与PCB控制板连接，所述PCB控制板分别与供电装置、气泵和切断机构连接；

在手动模式下，通过气泵控制按钮、剪切控制按钮分别控制气泵、切断机构的开关；当按下模式切换控制按钮切换到半自动模式下时，气泵控制按钮切断，移动匍匐茎切断机构到待采摘草莓附近，吸附草莓后，光电传感器检测到海绵吸附头变形，自动切断气泵上的供电，按动剪切控制按钮将草莓茎切断，待草莓自然脱离海绵吸附头落入收集盒中时，光电传感器检测到海绵吸附头变形消失，切断机构复位。

进一步，所述中部仿形齿轮变速箱结构包括八个齿轮箱和八个联动齿条，八个齿轮箱四个一组，每组四个齿轮箱分别在上下、左右四个方向布置一个，且同时安装在基座上，基座套装在手持杆上且与手持杆形成前后滑动副；一个联动齿条对应一个齿轮箱，位于后方的四个联动齿条的后端分别与四根第一拉线连接，位于前方的四个联动齿条的前端分别与四根第二拉线的后端连接，四根第二拉线的前端分别与四角连接片的四角连接，四角连接片安装在所述手持杆的前端，且通过连接件与安装框架的后端连接；

每个齿轮箱包括齿轮箱体以及安装在齿轮箱体内的第一锥齿轮、第二锥齿轮和大齿轮，所述第一锥齿轮安装在第一锥齿轮轴上，第一锥齿轮轴沿着前后方向可转动的安装在齿轮箱体上，所述第二锥齿轮安装在第二锥齿轮轴上，所述第二锥齿轮轴与第一锥齿轮轴十字交错布置且可转动的安装在齿轮箱体上，所述大齿轮固定安装在所述第二锥齿轮轴上且与相应的联动齿条啮合；两组齿轮箱同一侧的第一锥齿轮轴通过软轴连接。

再进一步，所述切断机构包括包括电磁推杆、滑轨、连杆组件、刀头组件和压线杆，所述电磁推杆通过推杆复位弹簧安装在安装框架的后部上，所述滑轨位于所述电磁推杆的前方安装在安装框架的前部上，所述连杆组件包括左连杆臂、右连杆臂、横连杆和竖连杆，所述左连杆臂和右连杆臂左右对称的布置在滑轨的左右两侧，且左连杆臂和右连杆臂的下端分别与安装框架铰接，所述左连杆臂与右连杆臂的上端通过横连杆连接，所述竖连杆的上端与横连杆的中部铰接，所述竖连杆的下端与滑块铰接，所述滑块与所述滑轨形成前后滑动副，所述电磁推杆的前端与滑块连接；所述PCB控制板与所述电磁推杆连接；

所述刀头组件包括刀片滑动架和两个刀刃相对布置的刀片，所述刀片滑动架固定在左连杆臂和右连杆臂的上端，且与连杆组件形成倒L型结构，两个刀片的控制柄一端可滑动的安装在刀片滑动架上，两个刀片之间还设有刀片复位弹簧，两个刀片的控制柄一端通过第三拉线连接，第四拉线的上端与第三拉线的中部连接，所述第四拉线的下端与滑轨连接，所述压线杆位于所述第四拉线的正下方且固定在安装框架上；

在两个刀片将草莓茎夹持，同时处于剪切位置时，第四拉线刚好压在压线杆上，使得第四拉线拉紧，带动两个刀片之间的闭合，从而实现剪切动作。

更进一步，所述手持杆为伸缩杆。

本发明的有益效果主要表现在：可以极大减轻草莓采摘工人劳动强度并在一定程度上提高了劳动效率，改善了草莓种植一线农户的采摘作业环境，具有深远市场前景。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的腕部仿形机构结构示意图。

图3为手柄转板的结构示意图。

图4为本发明的匍匐茎切断机构结构示意图。

图5至图8为本发明的剪切动作执行过程示意。

图9为本发明的中部仿形齿轮变速箱结构示意图。

图10为本发明的三段缓冲式吸头结构示意图。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图10，一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构，包括背部动力箱4、手持杆、用于模仿腕部动作的腕部仿形机构3、用于动作传动的中部仿形齿轮变速箱结构2和用于草莓采摘的匍匐茎切断机构1，所述背部动力箱4通过柔性连杆5与所述手持杆的后端连接，所述腕部仿形机构3安装在手持杆的后部，所述中部仿形齿轮变速箱结构2可前后滑动的安装在手持杆的中部上，所述匍匐茎切断机构1安装在所述手持杆的前端，所述腕部仿形机构3通过第一拉线与中部仿形齿轮变速箱结构2连接，所述中部仿形齿轮变速箱结构2通过第二拉线与所述匍匐茎切断机构1连接；

所述背部动力箱4内设有供电装置和气泵7.1，所述供电装置与气泵7.1连接；

所述匍匐茎切断机构1包括用于切断草莓茎的切断机构和用于吸附草莓的三段缓冲式吸头，所述三段缓冲式吸头包括安装框架3.2、缓冲弹簧、V型硅胶缓冲片3.13、海绵吸附头3.1和用于检测海绵吸附头3.1变形量的光电传感器，所述光电传感器安装在海绵吸附头3.1上，所述海绵吸附头3.1安装在负压气管3.11的前端上，所述负压气管3.11的前部安装在所述安装框架3.2上，所述负压气管3.11的后端与所述气泵7.1连接，所述海绵吸附头3.1的中心处设有中心孔，且该中心孔与所述负压气管3.11连通，所述V型硅胶缓冲片3.13位于安装框架3.2与海绵吸附头3.1之间，且套装在所述负压气管3.11上，所述缓冲弹簧套装在负压气管3.11上，其前端与所述V型硅胶缓冲片3.13连接，其后端与安装框架3.2连接；

所述腕部仿形机构包括底座2.1、上约束板2.10、下约束板2.11、滑动轴承、手柄2.3、手柄转板2.2、纵杆2.9、用于控制气泵开关的气泵控制按钮2.7、用于控制切断机构剪切开关的剪切控制按钮2.5、模式切换控制按钮2.4和PCB控制板，所述底座2.1固定安装在手持杆6上，所述上约束板2.10的后部设有通孔，在该通孔的前后两侧分别设有与其连通的缺口，所述下约束板2.11的结构与所述上约束板2.10的结构相同，所述下约束板2.11固定在所述底座2.1上，所述上约束板2.10通过螺栓与所述下约束板2.11连接，所述手柄转板2.2可左右、上下转动的安装在所述上约束板2.10与下约束板2.11之间，所述手柄转板2.2的后部上也设有通孔，在该通孔的左右两侧分别设有对称布置的横杆结构2.13，所述滑动轴承的下端安装在下约束板2.11的通孔内，所述滑动轴承的上端安装在所述手柄转板2.2的通孔内，所述纵杆2.9自上而下依次穿过上约束板2.10的通孔、手柄转板2.2的通孔、滑动轴承和下约束板2.11的通孔，所述手柄2.3的下端铰接在手柄转板2.2的前端上，所述纵杆2.9的上部通过手柄连杆2.8与所述手柄2.3的下部铰接；所述手柄转板2.2的横杆结构2.13的左右两端和纵杆2.9的上下两端分别与一根第一拉线连接，四根第一拉线分别与所述中部仿形齿轮变速箱结构2连接；

所述剪切控制按钮2.5和模式切换控制按钮2.4安装在手柄2.3的侧面上，所述气泵控制按钮2.7安装在手柄2.3的顶部上，所述气泵控制按钮2.7、剪切控制按钮2.5、模式切换控制按钮2.4、光电传感器分别与PCB控制板2.14连接，所述PCB控制板2.14分别与供电装置、气泵7.1和切断机构连接；

在手动模式下，通过气泵控制按钮2.7、剪切控制按钮2.5分别控制气泵7.1、切断机构的开关；当按下模式切换控制按钮2.5切换到半自动模式下时，气泵控制按钮2.7切断，移动匍匐茎切断机构1到待采摘草莓附近，吸附草莓后，光电传感器检测到海绵吸附头变形，自动切断气泵7.1上的供电，按动剪切控制按钮2.5将草莓茎切断，待草莓自然脱离海绵吸附头3.1落入收集盒中时，光电传感器检测到海绵吸附头3.1变形消失，切断机构复位。

进一步，所述中部仿形齿轮变速箱结构2包括八个齿轮箱6.2和八个联动齿条6.5，八个齿轮箱四个一组，每组四个齿轮箱6.2分别在上下、左右四个方向布置一个，且同时安装在基座上，基座套装在手持杆6上且与手持杆形成前后滑动副；一个联动齿条6.5对应一个齿轮箱6.2，位于后方的四个联动齿条6.5的后端分别与四根第一拉线连接，位于前方的四个联动齿条6.5的前端分别与四根第二拉线的后端连接，四根第二拉线的前端分别与四角连接片的四角连接，四角连接片安装在所述手持杆的前端，且通过连接件与安装框架3.2的后端连接；

每个齿轮箱6.2包括齿轮箱体以及安装在齿轮箱体内的第一锥齿轮、第二锥齿轮和大齿轮，所述第一锥齿轮安装在第一锥齿轮轴上，第一锥齿轮轴沿着前后方向可转动的安装在齿轮箱体上，所述第二锥齿轮安装在第二锥齿轮轴上，所述第二锥齿轮轴与第一锥齿轮轴十字交错布置且可转动的安装在齿轮箱体上，所述大齿轮固定安装在所述第二锥齿轮轴上且与相应的联动齿条6.5啮合；两组齿轮箱同一侧的第一锥齿轮轴通过软轴6.4连接。软轴6.4与第一锥齿轮轴通过联轴器6.3。

再进一步，所述切断机构包括包括电磁推杆3.10、滑轨3.9、连杆组件、刀头组件和压线杆3.12，所述电磁推杆3.10通过推杆复位弹簧安装在安装框架3.2的后部上，所述滑轨3.9位于所述电磁推杆3.10的前方安装在安装框架3.2的前部上，所述连杆组件包括左连杆臂、右连杆臂、横连杆和竖连杆3.8，所述左连杆臂和右连杆臂左右对称的布置在滑轨3.9的左右两侧，且左连杆臂和右连杆臂的下端分别与安装框架3.2铰接，所述左连杆臂与右连杆臂的上端通过横连杆连接，所述竖连杆3.8的上端与横连杆的中部铰接，所述竖连杆3.8的下端与滑块铰接，所述滑块与所述滑轨3.9形成前后滑动副，所述电磁推杆3.10的前端与滑块连接；所述PCB控制板与所述电磁推杆3.10连接；

所述刀头组件包括刀片滑动架3.5和两个刀刃相对布置的刀片3.3、3.4，所述刀片滑动架3.5固定在左连杆臂和右连杆臂的上端，且与连杆组件形成倒L型结构，两个刀片的控制柄一端可滑动的安装在刀片滑动架3.5上，两个刀片之间还设有刀片复位弹簧，两个刀片的控制柄一端通过第三拉线连接，第四拉线的上端与第三拉线的中部连接，所述第四拉线的下端与滑轨3.9连接，所述压线杆3.12位于所述第四拉线的正下方且固定在安装框架3.2上；

在两个刀片将草莓茎夹持，同时处于剪切位置时，第四拉线刚好压在压线杆3.12上，使得第四拉线拉紧，带动两个刀片之间的闭合，从而实现剪切动作。

更进一步，所述手持杆为伸缩杆6。

本实施例中，海绵吸附头3.1由所述配套金具连接在负压气管3.11上在一定负压下完成无损吸附并捕捉固定草莓的动作。所述电磁推杆3.10固定在吸头结构体上，为下级机构提供单向推力来推动滚珠滑轨上的多杆机构来实现准确定位采摘位置，在到达预定位置之后通过触发物理触点为另一个电磁推杆3.10接通电源来完成切断草莓茎的动作。所述仿形腕部动作捕捉手柄由十字线框结构，无干涉2自由度手柄旋转机构，拉线，控制按钮组成，无干涉2自由度手柄旋转机构由一个定制滑动轴承，上下两个约束板和仿陀螺仪十字连杆连接而成，手柄部分集成了三个电控按钮可以实现对气泵7.1，电磁推杆3.10的集成电控，通过切换模式切换控制按钮还可以实现嵌入式控制系统自动剪切和手动剪切的切换，同时所述手柄所受的两个方向上的转动可以通过拉线实现腕部动作捕捉传递功能。所述背部动力箱4容纳大容量锂电池和轻型气泵，通过稳压控制电路可以提供24V直流电源并输出-46kpa负压气流，经负压气管传递与吸口处限压气阀共同作用可以使吸附头处气压稳定在-21Kpa±2kpa以避免气压过大损坏草莓。同时腕部仿形机构的底座中藏有PCB控制板即STC89C52嵌入式控制单元用于在半自动模式下控制所述手柄2.3前部电磁推杆6.10和气泵7.1的自动化运行。连杆臂3.7包括左连杆臂、右连杆臂。

如图1所示，所述背部动力箱4由背包框架、锂电池组、中部隔板、气泵、稳压控制盒、辅助臂连接口组成，通过锂电池组输出电流，稳压控制盒稳定电压到24v，再连接到24v气泵输出输出-46kpa负压气流。两块锂电池构成的锂电池组由中部隔板隔开，实现两块电池之间的阻燃与安全保险并在背包框架上设置有多余锂电池安装架以满足不同续航要求，实现供电模组模块化组合功能，中控稳压盒内有稳压PCB板，实现对电源的滤波整流来延长气泵使用寿命，并在中控稳压盒外设置总开关按钮，实现一键启停机器的功能，箱体与辅助采摘臂杆通过辅助臂连接口进行螺纹连接。所有从箱体引出的信号线、电线与气管均内置在空心连接杆之内，保证外观整洁与操作安全。所述背部动力箱4下方是柔性连杆5，由柔性金属空心管组成，可随手臂随意弯折摆动，来保证机构的灵活性，最大程度为操作者提供便利。柔性连杆5的前方是腕部仿形机构3。

如图10所示，气泵7.1与节流管7.2连接，节流管7.2通过7.3与导气管7.4连接，导气管7.4与负压气管3.11连接。

如图2所示，底座2.1上设有手柄支撑板2.12，手柄2.3的上端设有手柄盖板2.6，操作者手握手柄2.3左右上下摇动手腕，右手拇指按压气泵控制按钮2.7来控制手动模式下的气泵开关。右手食指按压剪切控制按钮2.5来控制手动模式下的切断机构的开关，右手中指按压模式切换控制按钮2.4来控制手动半自动切换。当切换到半自动模式下时，气泵控制按钮2.7切断，移动匍匐茎切断机构到待采摘草莓附近，按动剪切控制按钮2.5，吸附草莓后，光电传感器检测到前端海绵吸附头3.1变形，自动切断气泵7.1上的供电 ，一段时间延迟后，待草莓自然脱离吸附头落入收集盒中时，光电传感器8.4检测到前端海绵吸附头变形消失，自动令电磁推杆3.10失电，通过电磁推杆3.10自带的推杆复位弹簧使前端切断机构回归原位。手柄捕捉到动作后由手柄连杆2.8传递给纵杆2.9和横杆结构2.13 ，两根十字杆通过拉扯拉线将手柄部分的动作转化为上下左右四段直线位移信号用来传递给下一级机构。腕部仿形机构3前方是中部仿形齿轮变速箱结构2，两者由空心铝合金管刚性连接，由所述腕部仿形机构3捕获的上下左右四段位移信号分别传入前端四个齿轮箱体中。经过每一个齿轮箱中的大齿轮、锥齿轮、锥齿轮相互啮合传动将直线位移信号转化为软轴6.4上的扭转信号，通过联轴器6.3传入末端分齿轮箱，同样由齿轮啮合作用，还原为直线位移信号，接着传给下端的匍匐茎切断机构1。通过调节伸缩杆的长度，来实现适用不同身高臂长的人群，达到通用性的目的。末端的匍匐茎切断机构包含了所述三段缓冲式吸头和切断机构，其中三段缓冲式气吸头由定制海绵吸附头3.1、V型硅胶缓冲片3.13、缓冲弹簧、光电传感器从前向后依次连接在一起安装在安装框架3.2上，实现吸附过程中的无损化吸附固定。安装框架3.2上端电磁推杆3.10在接收到动作信号后推动竖连杆，使由竖连杆、左、右连杆臂和滑轨组成的三角机构，如图5至图8所示向前运动，抵达采摘位置后压线杆压住两个刀片控制柄3.6上的连线使前端刀片3.3和刀片3.4由于拉线拉力作用而闭合从而切断草莓茎完成整个流程，草莓顺势落入收集篮子中。

本发明主要针对现有大棚地垄式草莓种植田采摘作业存在问题，提供了一种高效无损草莓辅助采摘机器。

Claims (2)

1.一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构，其特征在于：包括背部动力箱、手持杆、用于模仿腕部动作的腕部仿形机构、用于动作传动的中部仿形齿轮变速箱结构和用于草莓采摘的匍匐茎切断机构，所述背部动力箱通过柔性连杆与所述手持杆的后端连接，所述腕部仿形机构安装在手持杆的后部，所述中部仿形齿轮变速箱结构可前后滑动的安装在手持杆的中部上，所述匍匐茎切断机构安装在所述手持杆的前端，所述腕部仿形机构通过第一拉线与中部仿形齿轮变速箱结构连接，所述中部仿形齿轮变速箱结构通过第二拉线与所述匍匐茎切断机构连接；

所述背部动力箱内设有供电装置和气泵，所述供电装置与气泵连接；

所述匍匐茎切断机构包括用于切断草莓茎的切断机构和用于吸附草莓的三段缓冲式吸头，所述三段缓冲式吸头包括安装框架、缓冲弹簧、V型硅胶缓冲片、海绵吸附头和用于检测海绵吸附头变形量的光电传感器，所述光电传感器安装在海绵吸附头上，所述海绵吸附头安装在负压气管的前端上，所述负压气管的前部安装在所述安装框架上，所述负压气管的后端与所述气泵连接，所述海绵吸附头的中心处设有中心孔，且该中心孔与所述负压气管连通，所述V型硅胶缓冲片位于安装框架与海绵吸附头之间，且套装在所述负压气管上，所述缓冲弹簧套装在负压气管上，其前端与所述V型硅胶缓冲片连接，其后端与安装框架连接；

所述腕部仿形机构包括底座、上约束板、下约束板、滑动轴承、手柄、手柄转板、纵杆、用于控制气泵开关的气泵控制按钮、用于控制切断机构剪切开关的剪切控制按钮、模式切换控制按钮和PCB控制板，所述底座固定安装在手持杆上，所述上约束板的后部设有通孔，在该通孔的前后两侧分别设有与其连通的缺口，所述下约束板的结构与所述上约束板的结构相同，所述下约束板固定在所述底座上，所述上约束板通过螺栓与所述下约束板连接，所述手柄转板可左右、上下转动的安装在所述上约束板与下约束板之间，所述手柄转板的后部上也设有通孔，在该通孔的左右两侧分别设有对称布置的横杆结构，所述滑动轴承的下端安装在下约束板的通孔内，所述滑动轴承的上端安装在所述手柄转板的通孔内，所述纵杆自上而下依次穿过上约束板的通孔、手柄转板的通孔、滑动轴承和下约束板的通孔，所述手柄的下端铰接在手柄转板的前端上，所述纵杆的上部通过手柄连杆与所述手柄的下部铰接；所述手柄转板的横杆结构的左右两端和纵杆的上下两端分别与一根第一拉线连接，四根第一拉线分别与所述中部仿形齿轮变速箱结构连接；

所述剪切控制按钮和模式切换控制按钮安装在手柄的侧面上，所述气泵控制按钮安装在手柄的顶部上，所述气泵控制按钮、剪切控制按钮、模式切换控制按钮、光电传感器分别与PCB控制板连接，所述PCB控制板分别与供电装置、气泵和切断机构连接；

在手动模式下，通过气泵控制按钮、剪切控制按钮分别控制气泵、切断机构的开关；当按下模式切换控制按钮切换到半自动模式下时，气泵控制按钮切断，移动匍匐茎切断机构到待采摘草莓附近，吸附草莓后，光电传感器检测到海绵吸附头变形，自动切断气泵上的供电，按动剪切控制按钮将草莓茎切断，待草莓自然脱离海绵吸附头落入收集盒中时，光电传感器检测到海绵吸附头变形消失，切断机构复位；

所述切断机构包括电磁推杆、滑轨、连杆组件、刀头组件和压线杆，所述电磁推杆通过推杆复位弹簧安装在安装框架的后部上，所述滑轨位于所述电磁推杆的前方安装在安装框架的前部上，所述连杆组件包括左连杆臂、右连杆臂、横连杆和竖连杆，所述左连杆臂和右连杆臂左右对称的布置在滑轨的左右两侧，且左连杆臂和右连杆臂的下端分别与安装框架铰接，所述左连杆臂与右连杆臂的上端通过横连杆连接，所述竖连杆的上端与横连杆的中部铰接，所述竖连杆的下端与滑块铰接，所述滑块与所述滑轨形成前后滑动副，所述电磁推杆的前端与滑块连接；所述PCB控制板与所述电磁推杆连接；

所述刀头组件包括刀片滑动架和两个刀刃相对布置的刀片，所述刀片滑动架固定在左连杆臂和右连杆臂的上端，且与连杆组件形成倒L型结构，两个刀片的控制柄一端可滑动的安装在刀片滑动架上，两个刀片之间还设有刀片复位弹簧，两个刀片的控制柄一端通过第三拉线连接，第四拉线的上端与第三拉线的中部连接，所述第四拉线的下端与滑轨连接，所述压线杆位于所述第四拉线的正下方且固定在安装框架上；

在两个刀片将草莓茎夹持，同时处于剪切位置时，第四拉线刚好压在压线杆上，使得第四拉线拉紧，带动两个刀片之间的闭合，从而实现剪切动作；

所述手持杆为伸缩杆。

2.如权利要求1所述的一种半自动化辅助柔性草莓采摘机构，其特征在于：所述中部仿形齿轮变速箱结构包括八个齿轮箱和八个联动齿条，八个齿轮箱四个一组，每组四个齿轮箱分别在上下、左右四个方向布置一个，且同时安装在基座上，基座套装在手持杆上且与手持杆形成前后滑动副；一个联动齿条对应一个齿轮箱，位于后方的四个联动齿条的后端分别与四根第一拉线连接，位于前方的四个联动齿条的前端分别与四根第二拉线的后端连接，四根第二拉线的前端分别与四角连接片的四角连接，四角连接片安装在所述手持杆的前端，且通过连接件与安装框架的后端连接；

每个齿轮箱包括齿轮箱体以及安装在齿轮箱体内的第一锥齿轮、第二锥齿轮和大齿轮，所述第一锥齿轮安装在第一锥齿轮轴上，第一锥齿轮轴沿着前后方向可转动的安装在齿轮箱体上，所述第二锥齿轮安装在第二锥齿轮轴上，所述第二锥齿轮轴与第一锥齿轮轴十字交错布置且可转动的安装在齿轮箱体上，所述大齿轮固定安装在所述第二锥齿轮轴上且与相应的联动齿条啮合；两组齿轮箱同一侧的第一锥齿轮轴通过软轴连接。